Изобретение относитс к химическому машиностроению и может быть использовано дл глубокого окислени органических соединений в сточных водах предпри тий цветной металлургии и химической промышленности, а также дл интенсификации химических процессов, св занных с окислительно восстановительными реакци ми. Известно устройство дл очистки сточных вод фотоокислением, содержащее цилиндрическую емкость, вдоль оси которой расположена лампа ультр фиолетового излучени , помещенна в кварцевом стакане, омываемым жидкостью . Газ через дырчатый газораспределитель поступает в нижнюю част емкости и барботирует вдоль чехла УФ-лампы ll . Однако при барботаже происходит неполное использование газа-окислител и ультрафиолетового излучени из-за недостаточно эффективного пер мешивани и малой поверхности конта та газа с жидкостью в св зи с образ ванием крупных пузырьков газа, поэт му производительность апдарата недо таточна. Целью изобретени вл етс интен сификаци процесса окислени органических соединений в водной фазе ; за счет обеспечени мелкодисперсной газовой фазы в жидкости. Эта цель достигаетс тем, что в реакторе, включающем емкость, вну ри которого расположена ампула с лам пой ультрафиолетового излучени и газораспределительное устройство с подвод щим патрубком, расположенное под ампулой, газораспределительное устройство выполнено в виде неподвижной турбины из двух дисков с полу цилиндрическими лопатками, снабженной аэродинамическим конусом, основание которого закреплено на внутрен ней поверхности верхнего диска турбины , а вершина расположена в подвод щем патрубке, при этом аэродинамический конус выполнен из трех частей с переменной конусностью каждой части, счита от вершины 15 - 40, 45 - 60 и 65 - 120 Газораспределительное устройство выполненное в виде неподвижной турби ны с полуцилиндрическими лопатками и с аэродинамическим конусом, обеспечивает получение мелкодисперсной газовой фазы в жидкости за счет влени кавитации, возникающего при прохождении газа через лопасти турбины, причем измельчение пузырьков газа превышает их измельчение при барботаже более, чем на пор док. В процессе работы устройства образуетс пена с мельчайшими пузырьками газа, привод ща к резкому увеличению поверхности контакта газа-окислител с растворимыми органическими соединени ми в жидкой фазе и к интенсификации массообменных процессов. Постепенное увеличение конусности аэродинамического конуса, установленного на внутренней поверхности диска турбины , в три ступени создает услови равномерного сжати струи воздуха, что обуславливает увеличение скорости потока газа, привод щее к равномерному диспергированию газа в жидкости . Конусность каждой части менее нижних пределов: 15, 45 и 65 приводит к ухудшению условий равномерного дис пергировани из-за недостаточного сжати струи воздуха, а конусность каждой части более верхних пределов 40, 60 и 120 не улучшает услови диспергировани при одновременно конструктивном усложнении газораспределительного устройства. Выполнение газораспределительного ycTpoticTBa в виде неподвижной турбины с полуцилиндрическими лопатками выгодно отличаетс от известных устройств своей конструктивной простотой и возможностью совмещени без усложнений с другими узлами реактора , например, с лампами ультрафиолетового излучени , с одновременным возникновением влени кавитации. Известно, что вление кавитации значительно ускор ет многие процессы, в том числе и диспергирование газа в жидкости. В таком реакторе можно совместить процессы диспергировани газа в жидкости и облучени , например ультрафиолетового . Это существенно интенсифицирует технологический процесс окислени вредных органических соединений в сточных водах, сокращает габариты аппарата, увеличивает его производительность. На фиг.1 изображен реактор фотохимического окислени ; на фиг.2 нижн часть реактора, продольньш разрезj на фиг.З - разрез А-А на фиг.2. Реактор представл ет собой цилиндрическую емкость 1, по центру которой в кварцевой ампуле 2 помещен источник 3 УФ-излучени . Под кварцевой ампулой размещаетс газораспределительное устройство 4.Рабочий элемент газораспределительного устройства выполнен в виде неподвижной турбины с полуцилиндрическими лопатка ми 5, снабженной аэродинамическим конусом 6, основание которого закрепле но на внутренней поверхности верхнего диска 7, а вершина расположена в подвод щем патрубке 8, при этом конус выполнен из трех частей с переменной конусностью каждой части соответственно 15-40, 45-60 и 65-120 Пределы конусности выбраны дл равно мерного сжимани газового потока, увеличени его скорости и создани турбулентности, что в конечном счете способствует интенсификации процесса окислени . При меньшей или большей конусности уменьшаетс поверхность контакта газа с растворимыми органическими соединени ми. Вода вводитс в реактор через патрубок 9 и заполн ет реактор до по сто нного уровн , обусловленного сливным патрубком 10. Газ-окислитель (в данном случае озоно-воздуш108 94 на смесь) подводитс через патрубок 8 в газораспределитель 4, Устройство работает следующим образом . Поток газа-окислител подаетс на вершину аэродинамического конуса 6, с переменной конусностью выполненного 15-40, 45-60 и 65-120, равномерно ежи-. маетс , что приводит к увеличению его скорости и попада в межлопаточное пространство неподвижной турбины, котора закручивает поток газа, разбиваетс на мельчайшие пузырьки, чем создаетс вление кавитации. Таким образом, озоно-воздушна смесь выходит из распределител мелкодисперсными пузырьками, аэрирует воду вокруг кварцевой ампулы 2, что способствует более полному использованию окислительных свойств озона. Через патрубок 11 воздух выводитс из реактора . Сточные воды, обработанные озоновоздушной смесью, вывод тс из реактора через патрубок 10. Предлагаемое устройство позвол ет в два раза увеличить интенсивность окислени , в результате чего увеличиваетс в 1,5 раза производительность реактора - с 10 до 15-20 н/сут.The invention relates to chemical engineering and can be used for the deep oxidation of organic compounds in the wastewater of non-ferrous metallurgy and chemical industries, as well as for the intensification of chemical processes associated with redox reactions. A device for sewage treatment by photo-oxidation is known, which contains a cylindrical container, along the axis of which an ultraviolet radiation lamp is placed, placed in a quartz glass washed by a liquid. Gas enters the lower part of the tank through a perforated gas distributor and sparks along the cover of the UV lamp II. However, when bubbling occurs, the oxidizing gas and ultraviolet radiation are not fully used due to insufficient mixing and the small surface of the gas contact with the liquid due to the formation of large gas bubbles, therefore, the productivity of the apdarate is insufficient. The aim of the invention is to intensify the process of oxidation of organic compounds in the aqueous phase; by providing a fine gas phase in the liquid. This goal is achieved by the fact that in the reactor, which includes a tank, inside which is located an ampoule with ultraviolet radiation lamps and a gas distribution device with inlet pipe located under the ampoule, the gas distribution device is made in the form of a fixed turbine of two disks with semi-cylindrical blades fitted with an aerodynamic cone, the base of which is fixed on the inner surface of the turbine upper disk, and the apex is located in the inlet pipe, while the aerodynamic con made of three parts with variable taper of each part, counting from the top 15 - 40, 45 - 60 and 65 - 120 The gas distribution device, made in the form of a fixed turbine with semi-cylindrical blades and with an aerodynamic cone, provides for obtaining a fine gas phase in the liquid due to the appearance cavitation arising from the passage of gas through turbine blades, and the grinding of gas bubbles exceeds their grinding during sparging by more than an order of magnitude. During operation of the device, foam is formed with the smallest gas bubbles, leading to a sharp increase in the contact surface of the oxidizing gas with soluble organic compounds in the liquid phase and to the intensification of mass transfer processes. The gradual increase in the conicity of the aerodynamic cone mounted on the inner surface of the turbine disk in three stages creates the condition of a uniform compression of the air jet, which causes an increase in the gas flow rate leading to a uniform dispersion of the gas in the liquid. The taper of each part is less than the lower limits: 15, 45, and 65 leads to a deterioration in the conditions of uniform dispersion due to insufficient compression of the air jet, and the taper of each part of the upper limits 40, 60 and 120 does not improve the condition of dispersion while simultaneously increasing the distribution of gas. Performing the gas distribution ycTpoticTBa in the form of a fixed turbine with semi-cylindrical blades differs favorably from the known devices by its structural simplicity and the possibility of combining it without complications with other components of the reactor, for example, with ultraviolet radiation lamps, with the simultaneous appearance of cavitation. It is known that the phenomenon of cavitation greatly accelerates many processes, including the dispersion of gas in a liquid. In such a reactor, it is possible to combine the processes of gas dispersion in a liquid and irradiation, such as ultraviolet. This significantly intensifies the process of oxidation of harmful organic compounds in wastewater, reduces the size of the apparatus, and increases its productivity. Figure 1 shows a photochemical oxidation reactor; 2, the lower part of the reactor, a longitudinal section j in FIG. 3, section A-A in FIG. 2. The reactor is a cylindrical tank 1, in the center of which a source of 3 UV radiation is placed in a quartz ampoule 2. A gas distributing device 4 is placed under the quartz ampoule. The working element of the gas distributing device is designed as a fixed turbine with semi-cylindrical blades 5 equipped with an aerodynamic cone 6, the base of which is fixed on the inner surface of the upper disc 7, and the top is located in the inlet 8, the cone is made of three parts with variable taper of each part 15-40, 45-60 and 65-120, respectively. The taper limits are chosen to evenly compress the gas flow, increasing and its velocity and create turbulence that eventually contributes to the intensification of the oxidation process. With less or more tapering, the gas contact surface with soluble organic compounds is reduced. Water is introduced into the reactor through pipe 9 and fills the reactor to a constant level due to drain pipe 10. An oxidizing gas (in this case, ozone-air 108 94 to the mixture) is supplied through pipe 8 to the gas distributor 4, the device operates as follows. The flow of oxidizing gas is supplied to the top of the aerodynamic cone 6, with variable taper made 15-40, 45-60 and 65-120, uniformly heels. It is damaged, which leads to an increase in its speed and falling into the interscapular space of the stationary turbine, which twists the gas flow, breaks into tiny bubbles, which creates the appearance of cavitation. Thus, the ozone-air mixture leaves the distributor with fine bubbles, aerates the water around the quartz ampoule 2, which contributes to a more complete use of the oxidizing properties of ozone. Through pipe 11, air is withdrawn from the reactor. The wastewater treated with the ozone-air mixture is discharged from the reactor through the nozzle 10. The proposed device allows to double the oxidation rate, resulting in a 1.5-fold increase in the productivity of the reactor from 10 to 15-20 n / day.
Озоно но Ozono but
Фа г.7Fa 7
ВодаWater